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Sicuri come una…conchiglia!

Materiali ultra-resistenti ispirati alle strutture delle conchiglie

Mer 26 Lug 2017 | di Roberto Lessio | Ambiente
Foto di 8

Per ogni bambino in estate è uno dei giochi preferiti quello di trovare i gusci di conchiglie sulla spiaggia per poi dividerli in base alla dimensione, alla forma e al colore. Vince chi riesce a trovarne di più e riesce a fare la collezione più bella. È un gioco che piace anche ai genitori, che così trovano un facile modo di tenerli occupati e averli sempre alla loro portata visiva, mentre si godono un momento di relax. I guai arrivano quando i bambini, alla fine della giornata al mare, chiedono di portare a casa il materiale raccolto, magari incontrando il 'no' degli adulti. 
 

BIO-ISPIRAZIONI PER PROTEGGERCI 
In futuro però, grazie alle nuove scoperte dei ricercatori del Massachusetts Institute of Technology di Boston (USA), i piccoli avranno delle buone ragioni per insistere nelle loro richieste. Le conchiglie, infatti, rappresentano uno dei più affascinanti settori di ricerca su come la Natura è riuscita ad inventare qualcosa che gli esseri umani ancora oggi fanno molta fatica a comprendere. A tutti gli effetti i gusci dei molluschi marini sono un esempio di architettura naturale, fatta con materiali strutturali biologici in grado di avere resistenze e robustezze meccaniche elevatissime, anche se i minerali principali di cui sono composte (il carbonato di calcio o fosfato di calcio) sono relativamente fragili: non a caso sono minerali paragonabili al gesso. Proprio questa caratteristica ha attirato l’attenzione dei ricercatori americani con l’obiettivo di “copiare” il modo in cui cozze, vongole, telline, cannolicchi, patelle, lumache di mare ed ostriche riescono a costruire il loro guscio. L'obiettivo è realizzare nuovi accessori super resistenti per la protezione del corpo umano (caschi, armature, accessori anti-urto) e nuovi materiali per costruzioni (finestre, parabrezza,).  


TRASPARENZA E ROBUSTEZZA
L’attenzione dei ricercatori si è concentrata soprattutto su un tipo di conchiglia, la Placuna Placenta. Tondeggiante, chiaro e sottile, il guscio di questa creatura, oltre alla straordinaria robustezza, possiede anche un’altra caratteristica fuori dal comune: sebbene il 99% del suo peso sia costituito da minerale non trasparente, la struttura lascia passare l’80% della luce solare visibile. È quello che possiamo vedere in alcuni lampadari artigianali di gusto etnico, fatti con questo tipo di materia prima. 
I ricercatori hanno scoperto che questa caratteristica è ottenuta dal mollusco grazie a una miriade di piccole lenti trasparenti, dei veri e propri sistemi ottici che formano immagini, presenti sul guscio stesso (che anch’esso è a tutti gli effetti materia vivente). I cristalli, che sono la parte debole della struttura, vengono a loro volta protetti da particolari protuberanze minerali, il cui legame garantisce la robustezza complessiva all’animale marino. 

IL SEGRETO DELLA RESISTENZA 
Grazie a queste caratteristiche, tutti i tipi di molluschi sono in grado di nascondersi ed evitare comunque qualsiasi tipo di danno provocato dai loro predatori. In sostanza, le piccole fratture e crepe provocate da un urto, un impatto o una pressione esterna non si propagano istantaneamente, come avviene nei materiali frangibili, ma devono fare una sorta di “zig zag” e attraversare una specie di labirinto architettonico, che ne dissipa istantaneamente l’energia. I ricercatori americani hanno usato la stessa geometria, con simulazioni fatte al computer, stampando poi in tre dimensioni i vari campioni. 
Il materiale così ottenuto risulta 10 volte più duro della baia, comunemente conosciuta come madreperla. Quest'ultima, ricavata dalle ostriche, è l’elemento di origine organica più duro esistente al mondo. Un altro grande passo verso un’economia bio-ispirata, quindi è compiuto.                                   

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